De Wetenschappers en de ingenieurs zijn enthousiast om het geheim achter de lichtgewichthardheid van het been te begrijpen zodat kunnen zij het in het ontwerp van nieuwe materialen nabootsen, maar de vorige studies hebben een aantal verschillende sterktemechanismen bij verschillende schalen van nadruk, eerder dan één enkele theorie geopenbaard.
Het Nieuwe onderzoek die van MIT in een recente uitgave van Nanotechnologie verschijnen openbaart voor het eerst de rol van atomistic structuur van het been in een hardend mechanisme dat verscheidene eerder voorgestelde theorieën opneemt. Dit mechanisme staat voor het offer van een reepje van het been toe om het geheel te bewaren, verklaart de hulp waarom het been kleine barsten, tolereert en schijnt worden aangepast specifiek om de behoefte binnenstebuiten aan te passen van het been aan het ononderbroken herbouwen van.
Het „onlangs ontdekte moleculaire mechanisme verenigt controversiële pogingen van het verklaren van bronnen van de hardheid van been, omdat het dat twee van de vroegere verklaringen zeer belangrijke rollen bij de atomistic schaal spelen,“ zei de auteur van de studie, Esther en Harold E. Edgerton Professor Markus Buehler van het Ministerie van MIT van Burgerlijke en MilieuTechniek bevestigt. „Het is vrij mogelijk dat elke schaal van been-van moleculair zijn eigen hardend mechanisme omhoog-heeft. Deze hiërarchische distributie kan kritiek zijn aan het verklaren van de intrigerende eigenschappen van been. Deze kennis kan de fundamenten voor nieuw materialenontwerp leggen.“
In Tegenstelling Tot synthetische bouwmaterialen, die door homogeen neigen te zijn, is het been heterogeen het leven weefsel de waarvan cellen constante verandering ondergaan. De Wetenschappers hebben de basisstructuur van het been in een hiërarchie van zeven niveaus van stijgende schaal geclassificeerd.
Buehler verlaagde zijn model op het atomistic niveau, om te zien hoe de moleculespasvorm samen-en even belangrijk voor materialenwetenschappers en ingenieur-hoe en wanneer zij apart breken. Meer bepaald om het mechanisme achter de sterkte van het been te vinden, die voor zulk een lichtgewicht, poreuze materiaal aanzienlijk is, bekeek hij hoe de chemische banden binnen en tussen molecules aan kracht antwoorden.
Hij vond dat de gemineraliseerde collageenfibrillen in niveau 2 been uit koorden van afwisselende collageenmolecules en constant gerangschikte hydroxyapatitekristallen worden samengesteld. Deze koorden worden „gestapeld“ samen op een gewankelde manier dusdanig dat de kristallen in tredeconfiguraties verschijnen. De Zwakke banden vormen zich tussen de kristallen en de molecules zowel in de koorden als tussen de koorden.
Wanneer de druk wordt toegepast op de stof-als fibrillen, breken enkele zwakke banden tussen de collageenmolecules en de kristallen, creërend kleine hiaten of uitgerekte gebieden in de fibrillen. Dit het uitrekken zich spreidt de druk over een breder gebied uit en beschermt andere, sterkere banden binnen de collageenmolecule zelf, die helemaal zou kunnen breken als al druk werd geconcentreerd op hen. Het uitrekken zich laat ook de uiterst kleine positie van de kristallenverschuiving in antwoord op de kracht, eerder dan verbrijzelen, wat de waarschijnlijke reactie van een groter kristal zou zijn.